宇宙起源：韦伯发现颠覆性事实

来源：星空承载梦想
时间：2023-08-04 04:37:06

一直以来，科学家都在研究宇宙起源的奥秘，现代科学认为，我们的宇宙诞生于138亿年前的奇点大爆炸，奇点是一个质量无限大、能量无限大、热量无限大、密度无限大、体积无限小的点，这个点爆炸以后，我们的宇宙快速的膨胀，经过138亿年的时间，宇宙才膨胀成我们现在看到的样子，宇宙中的天体都是在宇宙大爆炸之后形成的，宇宙大爆炸理论是通过星系红移现象以及宇宙微波背景辐射的提出和发现，以及对原始宇宙元素的研究，得到了大部分科学家的支持和认同，宇宙持续膨胀是1929年被著名天文学家爱德温.哈勃发现的，他通过观测远处星系的光谱红移现象，得出了这些星系正在远离我们。

(资料图)

宇宙膨胀理论彻底推翻了科学界坚持了几百年的静态宇宙观，从而为大爆炸宇宙标准模型奠定了最坚实的基石，当年哥白尼提出日心说，打破了宗教对天体运行的魔咒，伽利略制造望远镜观察天体，因此科学史一般把伽利略作为现代科学的鼻祖，由于伽利略那个时代的观测条件有限，所以当时科学家认为宇宙是静态的，静态宇宙观认为，宇宙无边无际无始无终，从来都是这个样子，永远不会改变，从牛顿到卡文迪许，一直到爱因斯坦都没有人质疑，但是根据爱因斯坦的广义相对论引力场方程，必然得出一个不停变化动态宇宙的解。当时爱因斯坦为了迎合静态宇宙的主流学说，他只得在自己方程里加入了一个宇宙常数，以便方程能够自圆其说。

这个方程就是从Rμv-(1/2)Rgμv=kTμv变成了∧gμv+Rμv-(1/2)Rgμv=kTμv，其中的“∧”就是宇宙常数。爱因斯坦得知哈勃发现星系红移的消息，立即赶到哈勃所在的威尔逊天文台进行验证，并马上承认了自己引力场公式的错误，拿掉了那个“宇宙常数”，恢复了动态宇宙的结论。在1848年的时候，发现光的多普勒位移科学家提供了确定天体相对地球运动速度的工具，这种方式要求具有探测和测量合适的光谱吸收线的能力，在1912年的时候，罗威尔天文台科学家维斯托.斯里弗获得了第一批漩涡星云和之后被识别为其它星系的光谱，斯里弗发现，大部分漩涡星云光谱的谱线向长波方向位移，它们的红移意味着正在远离我们。

在1929年，哈勃发表了里程碑式的论文，描述了他发现的初步结果，哈勃发现，星系的红移随着距离的增加而显著增加，所有的星系看上去都远离我们，越远的速度越快，这一观测结果暗示了可观测宇宙的体积正在膨胀，这就是哈勃定律，这个定律指出，星系的移动速度和它们到地球的距离成正比，这一发现表面宇宙在膨胀，而不是静止不变的。这个理论证明了我们的宇宙起源于大爆炸，除了宇宙膨胀的理论之外，在1948年的时候，伽莫夫建立了热大爆炸观念，认为那次爆炸将无尽的能力和物质释放到宇宙空间中，并且认为现在宇宙中还留着当时爆炸过后的辐射。

科学家将其称为是宇宙微波背景辐射，这个发现更近一步证实了宇宙大爆炸的真实性，在20世纪60年代的时候，这一神秘的辐射被天文学家观测到，却被彭齐亚斯和威尔逊两个装有电话天线的偶然间发现，宇宙微波背景辐射是一种类似于热辐射的微弱辐射，来自宇宙起源时的能力释放，这个辐射几乎均匀的填满了整个宇宙，并被认为是宇宙诞生后较早的辐射，它的存在和大爆炸理论的预测内容基本一致，这更加坚定了大爆炸理论的真实性，除此原始宇宙的元素相对丰度也是重要的证据，早期的宇宙充满了高能粒子和辐射，处于高温高能的环境中，随着宇宙的膨胀降温，这些原始的粒子进行碰撞和融合，形成了更重的元素。

在宇宙大爆炸后不久，温度和密度逐渐降低，在大约3分钟的时间内，原始宇宙中的核反应开始形成了丰富的氢元素，根据大爆炸理论，原始宇宙中相对丰富最高的是氢元素，约占总质量的百分之75，其次是氦元素，约占总质量的百分之25，科学家通过从宇宙学模型中推测出的元素丰度，和早期天体中的元素丰富进行对比，发现宇宙中元素丰度是和大爆炸理论完美吻合的，氢元素和氦元素的年龄几乎和宇宙同龄，而这两个元素就是在宇宙大爆炸的时候形成的，科学家认为，在宇宙大爆炸早期，温度非常高，宇宙中主要是高能电磁波，它们之间会相互碰撞和湮灭，然后产生正反粒子，每10亿对正反粒子还会发生湮灭，留下一个正物质粒子，在这之后，宇宙中留下了大量的质子，中子和电子。通过元素占比，科学家认为宇宙起源于大爆炸。

虽然宇宙大爆炸已经成为了宇宙起源最重要的理论，但是大爆炸还是存在一些科学家无法解释的现象，比如说奇点是如何形成的？按照现代科学的解释，奇点是一个质量无限大、能量无限大、热量无限大、密度无限大、体积无限小的点，但是在我们现有的物理学当中，根本不存在无限大或者无限小的物质，所以科学家到现在也无法解释奇点到底是什么，而且最近一篇发表在《物理与天文学杂志》上的论文，更是令很多人开始怀疑宇宙大爆炸的真实性，这篇由埃里克.勒钠写的《大爆炸从未发生：一个结论性的论点》，正式挑战了我们此前所接受的关于宇宙起源的解释，而且韦伯望远镜最新的观测结果似乎从侧面偏向于勒钠的观点。

韦伯望远镜在2021年12月25日发射，经过6个月的飞行和部署，在2022年6月25日正式开始科学观测，在过去的一年里，韦伯望远镜已经向人类传回了很多令人惊叹的图像和数据，展示了宇宙中一些从未见过或者难以理解的现象，詹姆斯·韦伯太空望远镜（英文缩写：JWST），是以美国国家航天局第二任局长詹姆斯·韦伯（James Webb）的名字来命名，它被认为是哈勃最佳的继任者。不仅如此，它无论是在成像能力上，还是在观测位置的选取上，都是碾压哈勃的存在，科学家们相信，詹姆斯·韦伯太空望远镜会带给我们更多宇宙早期的信息。詹姆斯·韦伯太空望远镜项目是从1996年开始筹备的，原本计划打算在2007年发射升空，进行观测任务，预算5亿美金。

只是没人想到的是，这个项目成为天文学界的“鸽王”，2005年重新设计，后来又10多次推迟，这次终于发射成功了，总共造价超100亿美金（约合人民币636亿），詹姆斯·韦伯太空望远镜是位于第二拉格朗日点上，重力相对稳定，因此相对于地球、月球、太阳的位置是不变的，不需要频繁地修整位置。而且在这个位置不会受到地球轨道附近尘埃的影响，能够得到良好的数据结果，对于人类来说，韦伯望远镜升空之后的主要任务有四个：1、观测宇宙大爆炸之后，宇宙中形成的第一批恒星和星系的信号，2、研究星系的起源和演化，3、研究恒星和行星系统的起源，4、研究行星系统和生命起源。

近日，韦伯望远镜观测到一些遥远的初代星系，这些初代星系的数量即丰富又成熟，和大爆炸理论预测的宇宙初期的星系情况明显不同，初代星系就是最早的星系，它们诞生于大爆炸之后的几亿年内，现在我们知道，宇宙大爆炸之后，物质开始聚集形成星系，但是由于刚开始的时候，物质非常稀疏，星系的形成进程相对较慢，所以在我们通常的科学观点中，初代星系的数量应该相对较少，还没有经历太多的星际物质积累，所以它们的进化程度应该比较低，而且它们并不如后续星系那样发展成熟。通过韦伯望远镜的观测数据得出，在宇宙早期的某个时刻，初代星系已经形成了大量的恒星，并且他们之间也发生了相互作用和融合。

而且科学家利用韦伯望远镜在宇宙中看到了一个编号为GHz2的星系，其直径估计只有600光年，但是它的光走了长达134亿光年，可以计算出它的表面亮度是宇宙中最亮星系的600倍，密度是现在星系的数万倍，而且根据观测的数据，遥远星系中的星系似乎也不是各种各样的形状，并且也没有发生大量的碰撞，大部分星系似乎都有平滑的星系盘和明显的螺旋结构，难道说我们的宇宙并不是起源于大爆炸？不过现在科学家还不能够确定，目前人类科学正处于一个重要的转折点，大爆炸是否真的发生过？依然是一个无法解决的谜题。

曾经著名的天体物理学家罗杰.彭罗斯在出版的一本书中，提出了一个猜测：宇宙并不是由大爆炸产生的，而是在不断循环中诞生的，彭罗斯提出了共形循环宇宙学，简称CCC。这是广义相对论框架下的一个宇宙学模型。在这个模型中，宇宙经历了无限的循环，按照这个观点，黑洞最终会吞噬宇宙中一切的物质，所有有质量的粒子都会消亡，包括那些与所有其他粒子分离的太远而无法与它们一切湮灭的粒子，而吞噬宇宙中的一切物质后，留下的就只有能量，这些能量会触发下一次大爆炸进而开启一个新的宇宙，这意味着宇宙的起源并不像我们之前认为的那样，而是一个不断大爆炸、消亡、继续大爆炸、诞生的循环过程。

曾经加拿大的科学家为了证明宇宙并不是诞生于大爆炸，他提出了一个设想，如果将时间一直延续下去，那么宇宙就不可能被追溯到一个奇点，而是会被无限延长下去，虽然这个说法缺少一定的说服力，未来随着人类科技的发展，说不定人类能够解开宇宙诞生的奥秘，不少科学家认为，宇宙起源的奥秘可能和生命起源的奥秘类似，如果我们能够解开宇宙起源的奥秘，那么我们也能够解开生命起源的奥秘，但是由于宇宙起源和生命起源距离我们太过于遥远了，所以目前科学家还无法解开这些奥秘。

不过小编认为，人类是地球上最有智慧的生命，从人类诞生以后就开始不断的研究和探索世界的奥秘，经过几千年的科技发展，人类能够走出地球探索宇宙，说明人类科技发展的速度已经是很快了，但是面对浩瀚的宇宙，人类的力量还是显得非常渺小，所以小编认为，人类还需要继续努力下去才行，小编希望人类能够早日实现自己的梦想，能够解开宇宙诞生的奥秘，对此，大家有什么想说的吗？

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